KR20170072615A - 후방 감지 센서 장치 및 이를 이용한 후방 감지 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주행 방향을 기준으로 한 후방 물체를 인식하는 기술에 관한 것이다.
본 발명에 따른 후방 감지 센서 장치는 레이저를 이용하여 후방에 대한 스캔을 수행하여, 조사 각도 및 거리를 기반으로 후방 물체의 위치 좌표를 계산하는 레이저 거리계와, 후방 물체의 위치 좌표를 이용하여 위험 발생 요소인지 여부를 인식하는 위험 객체 인식부 및 위험 발생 요소에 해당하는 후방 물체를 고려하여 경고 알림을 송출하는 경고부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

후방 감지 센서 장치 및 이를 이용한 후방 감지 방법{APPARATUS AND METHOD FOR REAR SENSING}

본 발명은 주행 방향을 기준으로 한 후방 물체 인식 기술에 관한 것이다.

레저 활동 인구의 증가로 인하여, 자전거 타기를 취미로 하는 인구가 증가하고 있고, 이에 따라 각종 자전거 관련 사고 건수 역시 증가하고 있다.

대한민국 경찰청이 2015년 10월 발표한 조사에 따르면, 2015년 9월까지 자전거 사고로 사망한 사람은 216명이나 되었으며, 다친 사람은 총 1만5039명이다.

자전거이용활성화에 관한 법률에 의해 정의되는 자전거만이 통행할 수 있도록 구분 설치한 도로를 자전거 전용 도로라고 하는데, 이러한 자전거 전용도로가 없는 일반 도로에서 자전거를 주행할 시에는 차량과의 충돌로 인한 사고 위험성이 높고, 인명 사고로 이어질 확률이 높은 문제점이 있다.

이렇듯 자전거 사고가 증가하는 주요 원인은, 많은 자전거 이용자들이 후방 상황을 인지하기 어려운 데 있다.

자전거 전용 도로라고 하더라도 후방으로부터 빠른 속도로 달리는 자전거에 의하여 전방 자전거는 그 안전을 위협받고 있고, 백미러 등을 통하여 후방으로부터의 접근 여부를 주시하는 경우에는 그동안 전방 주시에 어려움을 겪게 되는 문제점이 있다.

자전거에는 핸들에 거울이 비치되어 있지만, 페달을 구르며 전방 상황을 주시하다 보면 백미러 등을 활용한 후방 확인이 용이치 않고, 이에 따라 후방으로부터 접근하는 위험 요소(예: 차량)으로부터 충돌을 회피하지 못하여 사고로 이어지게 된다.

특히, 야간에는 빛 번짐 현상 등으로 인하여 거울을 이용한 물체 확인은 더욱 어려워지는 문제점이 잇다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 레이더 기술을 이용하여 후방의 물체를 확인하는 기술이 제안되었으나, 레이더를 이용하는 경우에는 전자파로 인한 건강 문제 또는 다른 전자기기와의 간섭 등의 문제가 발생된다.

본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 후방에 대하여 레이저 스캔을 수행하고, 이로부터 후방 물체의 위치 좌표를 계산하고, 후방 물체가 위험 발생 요소에 해당하는지 여부를 판단하여 경고 알림을 운전자에게 제공하는 것이 가능한 후방 감지 센서 장치 및 이를 이용한 후방 감지 방법을 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명에 따른 후방 감지 센서 장치는 레이저를 이용하여 후방에 대한 스캔을 수행하여, 조사 각도 및 거리를 기반으로 후방 물체의 위치 좌표를 계산하는 레이저 거리계와, 후방 물체의 위치 좌표를 이용하여 위험 발생 요소인지 여부를 인식하는 위험 객체 인식부 및 위험 발생 요소에 해당하는 후방 물체를 고려하여 경고 알림을 송출하는 경고부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 후방 감지 방법은 레이저를 이용한 후방에 대한 스캔 수행 결과에 따라, 레이저가 조사된 각도 및 후방에 존재하는 물체와의 거리를 이용하여 후방 물체의 위치 좌표를 획득하는 단계와, 후방 물체의 위치 좌표를 이용하여 후방 물체가 위험 발생 요소에 해당하는지 여부를 판단하는 단계 및 위험 발생 요소에 해당하는 후방 물체와 관련한 경고 알림을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 후방 감지 센서 장치 및 이를 이용한 후방 감지 방법은 종래 기술에 따른 레이더 이용 시 발생되는 전자파에 의한 건강 문제 및 다른 전자기기와의 간섭 문제를 해결하며, 레이저를 이용하여 후방에 위치한 물체의 위치 좌표를 정확히 인식하고, 이를 토대로 후방에 위치한 물체가 위험 발생 요소인지 여부를 판별하여 운전자에게 알려주는 것이 가능한 효과가 있다.

또한, 회전식 모터 및 이에 부착된 거울을 이용하여 레이저의 조사각을 변경시키며, 이를 이용하여 후방에 위치한 물체의 위치 좌표를 정확히 인식하는 것이 가능한 효과가 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 후방 감지 센서 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 레이저 조사각 변경 상황을 나타내는 예시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 위치 좌표 계산 방식을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 방향 벡터를 이용한 위험 객체 인식 방식을 나타내는 예시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 후방 감지 방법을 나타내는 순서도이다.

본 발명의 전술한 목적 및 그 이외의 목적과 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 이하의 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 목적, 구성 및 효과를 용이하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐으로서, 본 발명의 권리범위는 청구항의 기재에 의해 정의된다.

한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자가 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가됨을 배제하지 않는다.

본 발명의 실시예에 따른 후방 감지 센서 장치는 이륜차(자전거)에 배치되어 후방 물체를 인식하고, 인식된 후방 물체가 위험 발생 요소인지 여부를 판별하여 이륜차 운전자에게 경고 알림을 제공한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 후방 감지 센서 장치를 나타내는 블록도로서, 본 발명의 실시예에 따른 레이저 거리계(100)는 스캔형 레이저 거리계이고, 레이저를 이용하여 후방에 대한 스캔을 수행하고, 레이저의 조사 각도 및 후방 물체와의 거리를 기반으로 후방 물체의 위치 좌표를 계산한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 레이저 거리계 구동부(110)는 레이저를 발사하고, 후방에 위치한 물체로부터 반사되어 돌아오는 레이저를 감지하여 거리값(l)을 출력한다.

본 발명의 실시예에 따른 레이저 조사각 조작부(120)는 축을 기준으로 레이저 조사각(Θ)을 변화시키며, 후방에 대한 스캔을 수행할 수 있도록 한다.

본 발명의 실시예에 따른 계산부(130)는 전술한 거리값(l) 및 레이저 조사각을 입력 받고, 이를 하나의 시간 단위와 함께 위치좌표 계산부(140)로 전달한다.

본 발명의 실시예에 따른 계산부(130)는 입력된 조사각(Θ) 및 거리(l)를 기준으로 후방 물체의 위치 좌표를 계산한 후, 이를 유무선 통신을 통해 위험 객체 인식부(200)로 전달한다.

본 발명의 실시예에 따른 레이저 조사각 조작부(120)는 도 2에 도시한 바와 같이, 회전식 모터(121)를 이용하여 거울(122)을 회전시키며 레이저의 조사각을 이동시킨다.

이 때, 현재 레이저의 조사각은 회전식 모터(121)의 모터톱니를 체크한 결과를 토대로 계산되며, 전술한 위치좌표 계산부(140)는 계산된 조사각 및 거리값을 기준으로 후방 물체에 대한 위치 좌표를 획득하게 된다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 위치 좌표 계산 방식을 나타내는 도면으로, 본 발명의 실시예에 따른 위치좌표 계산부(200)는 거울의 기준점을 좌표의 원점(O)으로 두고, 레이저가 발사되는 각도 및 출력된 거리값을 이용하여, 원점을 기준으로 한 후방 물체들의 위치 좌표를 계산한다.

도 3에 도시한 바와 같이, 원점을 기준으로 한 수평위치 x는 lsinΘ, 원점을 기준으로 한 수직 위치 y는 lcosΘ로 계산된다.

위치좌표 계산부(140)는 이러한 방식으로 계산된 후방 물체의 위치 좌표를 유무선 통신을 통해 위험 객체 인식부(200)로 전송한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 방향 벡터를 이용한 위험 객체 인식 방식을 나타내는 예시도이다.

도 4의 (a)는 방향 벡터가 모두 자전거로부터 멀어지는 방향인 일반적 상황을 도시하고, 도 4의 (b)는 방향 벡터 중 자전거로 가까워지는 방향인 위험 객체가 존재하는 경우의 예를 도시한 도면이다.

본 발명의 실시예에 따른 위험 객체 인식부(200)는 레이저 거리계를 통하여 획득한 위치 좌표 포인트들의 방향 벡터들을 계산하고, 이러한 방향 벡터를 분석하여 이륜차(자전거)로부터 멀어지는 경우 이를 위험 발생 요소에서 배제하고, 이륜차(자전거)로 가까워지는 경우 이를 경고부(300)에 전송한다.

즉, 위험 객체 인식부(200)는 포인트들의 방향 벡터를 계산한 후, 포인트의 방향을 기준으로 본 발명의 실시예에 따른 후방 감지 센서 장치가 장착된 이륜차(자전거)를 향해 이동하는 후방 물체를 위험 객체로 인식하게 된다.

도 4는 이러한 위험 객체 인식 방식을 나타내는 도면으로서, 여러 방향 벡터들 중, 이륜차(자전거)로 가까워지는 방향 벡터를 추출하고, 이를 위험 객체로 인식하게 된다.

본 발명의 실시예에 따른 경고부(300)는 위험 객체 인식부의 판단 결과 후방 물체가 위험 발생 요소에 해당되는 경우, 경고 알림을 송출하게 된다.

이 때, 경고부(300)는 후방 감지 센서 장치가 배치된 이륜차(자전거)와 후방 물체와의 이격 거리가 기설정값 이하인 경우, 이러한 경고 알림을 송출하는 것이 바람직하다.

경고 알림은 자전거용 네비게이션 장치에 전송되어 장애물의 위치를 표시하는 것이 가능하고, 소리 또는 진동을 통하여 이륜차(자전거) 운전자에게 해당 위험 발생 요소의 접근 여부에 대하여 알려주는 것이 가능하다.

본 발명의 실시예에 따르면, 위험 발생 요소로 분류되는 후방 물체의 존재 여부를 이륜차(자전거)의 운전자에게 알려주는 것 이외에, 이륜차(자전거)에 배치된 별도의 발광부를 통하여, 위험이 발생할 것으로 예상되는 경우 이륜차(자전거)로 접근하는 차량의 운잔자에게 해당 이륜차(자전거)의 존재 여부를 알림으로써, 충돌을 회피하도록 유도하는 것 역시 가능하다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 후방 감지 방법을 나타내는 순서도이다.

본 발명의 실시예에 따른 후방 감지 방법은 레이저를 이용한 후방에 대한 스캔 수행 결과에 따라, 레이저가 조사된 각도 및 후방에 존재하는 물체와의 거리를 이용하여 후방 물체의 위치 좌표를 획득하는 단계(S100)와, 후방 물체의 위치 좌표를 이용하여 후방 물체가 위험 발생 요소에 해당하는지 여부를 판단하는 단계(S200) 및 위험 발생 요소에 해당하는 후방 물체와 관련한 경고 알림을 제공하는 단계(S300)를 포함하여 구성된다.

본 발명의 실시예에 따른 S100 단계는 도 2에 도시한 바와 같이, 거울 및 회전식 모터를 이용하여 레이저의 조사 각도를 조절하여 레이저를 송출하고, 이러한 레이저가 반사되어 돌아오는 시간을 이용하여 후방 물체와의 거리값을 산출한다.

S100 단계는 레이저의 조사 각도 및 후방 물체와의 거리값을 이용하여 후방 물체의 위치좌표를 획득하게 된다.

본 발명의 실시예에 따른 S200 단계는 S100 단계에서 획득된 위치 좌표를 이용하여, 각 포인트들의 방향 벡터를 계산한다.

즉, 이륜차(자전거)의 주행 방향에 따라 후방 스캔 시 계속해서 새로운 물체들이 검출될 것인데, 이러한 물체들 중 실제적으로 이륜차(자전거)의 주행에 방해가 될 수 있는 위험 발생 요소에 해당하는 물체가 있는지 판별하여야 한다.

본 발명의 실시예에 따른 S200 단계는 후방 물체의 위치 좌표를 획득한 데이터를 이용하여 방향 벡터를 계산하고, 레이저 거리계가 장착된 이륜차(자전거)로 다가오는 방향 벡터인지 여부에 따라 위험 발생 요소를 판별한다.

즉, S200 단계에서 후방 물체가 위험 발생 요소에 해당하지 않는 경우, S100 단계로 돌아가고, S200 단계에서 후방 물체가 위험 발생 요소에 해당되는 경우에는 S300 단계로서 위험 발생 요소에 대한 경고 메시지가 송출된다.

S300 단계에서 경고 메시지를 송출하는 것은 그 일례로서 기배치된 자전거용 네비게이션 등에 특정 장애물의 위치를 표시하는 것이 가능하며, 소리 또는 진동을 통하여 운전자에게 경고 알림을 송출하는 것 역시 가능하다.

이 때, 경고 알림 송출은 후방 물체와 후방 감지 센서 장치가 배치된 이륜차(자전거)의 거리가 기설정 거리 이하인 경우 수행되는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따르면 조사 각도를 변경하며 레이저를 조사시켜 후방에 대한 스캔을 수행하고, 레이저 조사각, 후방 물체와의 거리를 이용하여 후방 물체의 좌표를 획득하며, 이러한 획득된 좌표를 기준으로 방향 벡터를 분석하여 주행 중인 이륜차(자전거)의 후방으로부터 이륜차(자전거)로 가까워지는 후방 물체를 위험 발생 요소로 인식하여 운전자에게 알림을 제공하여 준다.

이로부터, 후방 물체의 위치좌표를 정확히 획득하고, 방향 벡터를 고려하여 실제 이륜차(자전거)의 주행 시 후방으로부터 접근하는 위험 물체에 대한 사용자 경고를 가능하게 한다.

또한, 본 발명의 추가 실시예에 따르면, 후방 물체를 인식하고 분류하여, 위험 발생 요소에 해당하는 후방 물체에 대한 정보를 이륜차(자전거)의 운전자에게 제공함에 그치지 아니하고, 후방 물체(예: 차량, 다른 자전거 등)의 운전자에게 해당 후방 감지 센서 장치가 장착된 차량의 존재를 소리, 발광부 등을 통해 알림으로써, 후방 물체의 충돌을 예방하도록 하는 것이 바람직하다.

이제까지 본 발명의 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 레이저 거리계 110: 레이저 거리계 구동부
120: 레이저 조사각 조작부 130: 계산부
140: 위치좌표 계산부 200: 위험 객체 인식부
300: 경고부

Claims (12)

1. 레이저를 이용하여 후방에 대한 스캔을 수행하여, 조사 각도 및 거리를 기반으로 후방 물체의 위치 좌표를 계산하는 레이저 거리계;
   상기 후방 물체의 위치 좌표를 이용하여 위험 발생 요소인지 여부를 인식하는 위험 객체 인식부; 및
   상기 위험 발생 요소에 해당하는 후방 물체를 고려하여 경고 알림을 송출하는 경고부
   를 포함하는 후방 감지 센서 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 레이저 거리계는 상기 레이저를 발사하고, 물체로부터 반사되어 돌아오는 레이저를 감지하여 거리값을 출력하는 레이저 거리계 구동부;
   상기 레이저의 조사각을 변화시키는 레이저 조사각 조작부;
   상기 거리값 및 조사각에 시간 정보를 부가하여 전달하는 계산부; 및
   상기 물체의 위치 좌표를 계산하고, 이를 유무선 통신을 통해 상기 위험객체 인식부로 전송하는 위치좌표 계산부
   를 포함하는 것인 후방 감지 센서 장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 레이저 조사각 조작부는 회전식 모터를 이용하여 그에 연결된 거울을 회전시켜, 상기 레이저의 조사각을 변화시키는 것
   인 후방 감지 센서 장치.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 위치좌표 계산부는 상기 거울의 기준점을 좌표의 원점으로 두고, 상기 레이저가 발사되는 각도 및 상기 출력된 거리값을 이용하여 상기 원점을 기준으로 한 위치 좌표를 계산하는 것
   인 후방 감지 센서 장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 위험 객체 인식부는 상기 후방 물체로부터 반사되어 획득된 레이저 포인트들의 위치 좌표를 이용하여, 각 포인트의 방향 벡터를 계산하고, 계산 결과를 이용하여 위험 발생 요소에 해당하는 포인트를 검출하는 것
   인 후방 감지 센서 장치.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 위험 객체 인식부는 상기 위험 요소에 해당하는 후방 물체가 상기 레이저 거리계가 장착된 이륜차를 향하여 기설정된 거리 이하로 다가오는 경우 이에 대한 경고 알림 명령 신호를 전송하는 것
   인 후방 감지 센서 장치.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 경고부는 상기 위험 발생 요소로 분류된 후방 물체의 존재에 대하여 경고 메시지를 송출하고, 상기 후방 물체의 위치를 표시하는 것
   인 후방 감지 센서 장치.
   
8. (a) 레이저를 이용한 후방에 대한 스캔 수행 결과에 따라, 상기 레이저가 조사된 각도 및 상기 후방에 존재하는 물체와의 거리를 이용하여 상기 후방 물체의 위치 좌표를 획득하는 단계;
   (b) 상기 후방 물체의 위치 좌표를 이용하여 상기 후방 물체가 위험 발생 요소에 해당하는지 여부를 판단하는 단계; 및
   (c) 상기 위험 발생 요소에 해당하는 후방 물체와 관련한 경고 알림을 제공하는 단계
   를 포함하는 후방 감지 방법.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 (a) 단계는 회전식 모터 및 그에 연결된 거울을 이용하여 상기 레이저가 조사되는 각도를 조절하는 것
   인 후방 감지 방법.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 (a) 단계는 상기 거울의 기준점을 원점으로 한 좌표에서 상기 거리 및 각도를 이용하여 상기 후방 물체의 위치좌표를 획득하는 것
    인 후방 감지 방법.
    
11. 제8항에 있어서,
    상기 (b) 단계는 상기 후방 물체의 위치좌표를 획득한 데이터를 이용하여 방향 벡터를 계산하고, 이를 이용하여 후방에 대한 스캔을 수행하는 레이저 거리계가 장착된 이륜차로 다가오는 방향 벡터에 해당하는지 여부에 따라 위험 발생 요소를 판단하는 것
    인 후방 감지 방법.
    
12. 제8항에 있어서,
    상기 (c) 단계는 상기 위험 발생 요소에 해당하는 후방 물체의 위치 좌표를 포함하는 경고 메시지를 송출하는 것
    인 후방 감지 방법.

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